PENGARUH WAKTU KONTAK FRICTION WELDING MAGNESIUM AZ-31 TERHADAP KUALITAS SAMBUNGAN LAS

ABSTRAK

PENGARUH WAKTU KONTAK FRICTION WELDING MAGNESIUM
AZ-31 TERHADAP KUALITAS SAMBUNGAN LAS

Oleh :
SOLIHIN
Pengelasan merupakan suatu proses penting di dalam dunia industri dan
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari pertumbuhan industri,. Salah satu
teknik pengelasan tanpa menggunakan logam tambahan adalah friction welding.
Friction welding (FW) merupakan teknik pengelasan dengan cara menggesekkan
dua permukaan material dan suhu material yang di las dalam kondisi lumer (tidak
mencapai titik cair). Dalam proses friction welding salah satu material berputar
dan material lainnya diam, kemudian material yang tidak berputar di gesekkan
pada material yang berputar dengan diberi penekanan sampai kedua material
mencapai kondisi lumer lalu mesin dihentikan dan terjadi penyatuan material.
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa variasi pengujian waktu kontak
pengelasan, yaitu pengujian dengan waktu kontak selama 3 menit, 5 menit, dan 10
menit. Sedangkan Rpm yang digunakan adalah 1400 rpm. Pada pengujian dengan
waktu gesek selama 3 menit didapatkan hasil uji kekuatan tarik yang paling
optimal, yaitu sebesar 16,78 Mpa. Sedangkan pengujian dengan waktu kontak

selama 10 menit mempunyai nilai uji kekuatan tarik terkecil yaitu sebesar 4,25
Mpa. Dan waktu kontak selama 5 menit didapatkan hasil uji kekuatan tarik
sebesar 13,08 Mpa. Dan untuk nilai hasil pengujian kekerasan Rockwell didapat
nilai kekerasan rata-rata pada waktu kontak 3 menit sebesar 60 HRE pada daerah
stir zone dan 69,6 HRE pada daerah HAZ. Untuk waktu kontak selama 5 menit
diperoleh nilai kekerasan rata-rata sebesar 60 HRE pada daerah stir zone dan 64,6
HRE pada daerah HAZ. Sedangkan waktu kontak selama 10 menit diperoleh nilai
kekerasan Rockwell sebesar 60 HRE pada daerah stir zone dan 60,6 HRE pada
daerah HAZ.
Kata kunci : Friction Welding, Magnesium AZ-31, Pengujian tarik, Kekerasan
Rockwell, Struktur makro.

ABSTRACT

THE EFFECT OF CONTACT TIME ON FRICTION WELDING
MAGNESIUM AZ-31 TOWARD THE QUALITY OF WELDING JOINT

By :
SOLIHIN
Welding process is an important process in industrial engineering. ecome

unseparated growing part of it. One of the welding technique without using an
additional metal is friction welding. Friction welding (FW) is welding technique
by frictioning two surfaces of the material and the temperature weld material in
the molten state (melting point not reached). In the friction welding process, one
of the material rotating and the other isn’t, then the not rotating material being
frictioned on a rotating material with emphasis untill molten condition is reached
then mesin stopped when the materials fused.
The research is done by some variations of test of welding contact, the
variations of welding contact is 3 minutes, 5 minutes, and 10 minutes while using
1400 rpm. In the 3 minutes friction tested obtained 16,78 Mpa optimal tensile
strenght. In the 10 minutes contact tested obtained the smallest tensile strength
amount 4,25 Mpa. In the 5 minutes contact tested obtained 13,08 Mpa. The
average-value rockwell tested in the 3 minutes contact time is 60 HRE in the stir
zone and 69,6 HRE in the HAZ zone. In the 10 minutes contact time obtained 60
HRE in the stir zone and 60,6 HRE in the HAZ zone.
Keywords : Friction Welding, Magnesium AZ-31, Tensile Strength, Rockwell
Hardness, Micro Structure

PENGARUH WAKTU KONTAK FRICTION WELDING
MAGNESIUM AZ31 TERHADAP KUALITAS SAMBUNGAN

LAS
(Skripsi)

Oleh
SOLIHIN

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG-BANDAR LAMPUNG
2016

PENGARUH WAKTU KONTAK FRICTION WELDING MAGNESIUM
AZ-31 TERHADAP KUALITAS SAMBUNGAN LAS

(Skripsi)
Oleh

Solihin
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK
Pada
Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2016

ABSTRAK

PENGARUH WAKTU KONTAK FRICTION WELDING MAGNESIUM
AZ-31 TERHADAP KUALITAS SAMBUNGAN LAS

Oleh :
SOLIHIN
Pengelasan merupakan suatu proses penting di dalam dunia industri dan
merupakan bagian yang tak terpisahkan dari pertumbuhan industri,. Salah satu
teknik pengelasan tanpa menggunakan logam tambahan adalah friction welding.

Friction welding (FW) merupakan teknik pengelasan dengan cara menggesekkan
dua permukaan material dan suhu material yang di las dalam kondisi lumer (tidak
mencapai titik cair). Dalam proses friction welding salah satu material berputar
dan material lainnya diam, kemudian material yang tidak berputar di gesekkan
pada material yang berputar dengan diberi penekanan sampai kedua material
mencapai kondisi lumer lalu mesin dihentikan dan terjadi penyatuan material.
Penelitian ini dilakukan dengan beberapa variasi pengujian waktu kontak
pengelasan, yaitu pengujian dengan waktu kontak selama 3 menit, 5 menit, dan 10
menit. Sedangkan Rpm yang digunakan adalah 1400 rpm. Pada pengujian dengan
waktu gesek selama 3 menit didapatkan hasil uji kekuatan tarik yang paling
optimal, yaitu sebesar 16,78 Mpa. Sedangkan pengujian dengan waktu kontak
selama 10 menit mempunyai nilai uji kekuatan tarik terkecil yaitu sebesar 4,25
Mpa. Dan waktu kontak selama 5 menit didapatkan hasil uji kekuatan tarik
sebesar 13,08 Mpa. Dan untuk nilai hasil pengujian kekerasan Rockwell didapat
nilai kekerasan rata-rata pada waktu kontak 3 menit sebesar 60 HRE pada daerah
stir zone dan 69,6 HRE pada daerah HAZ. Untuk waktu kontak selama 5 menit
diperoleh nilai kekerasan rata-rata sebesar 60 HRE pada daerah stir zone dan 64,6
HRE pada daerah HAZ. Sedangkan waktu kontak selama 10 menit diperoleh nilai
kekerasan Rockwell sebesar 60 HRE pada daerah stir zone dan 60,6 HRE pada
daerah HAZ.

Kata kunci : Friction Welding, Magnesium AZ-31, Pengujian tarik, Kekerasan
Rockwell, Struktur makro.

ABSTRACT

THE EFFECT OF CONTACT TIME ON FRICTION WELDING
MAGNESIUM AZ-31 TOWARD THE QUALITY OF WELDING JOINT

By :
SOLIHIN
Welding process is an important process in industrial engineering. ecome
unseparated growing part of it. One of the welding technique without using an
additional metal is friction welding. Friction welding (FW) is welding technique
by frictioning two surfaces of the material and the temperature weld material in
the molten state (melting point not reached). In the friction welding process, one
of the material rotating and the other isn’t, then the not rotating material being
frictioned on a rotating material with emphasis untill molten condition is reached
then mesin stopped when the materials fused.
The research is done by some variations of test of welding contact, the
variations of welding contact is 3 minutes, 5 minutes, and 10 minutes while using

1400 rpm. In the 3 minutes friction tested obtained 16,78 Mpa optimal tensile
strenght. In the 10 minutes contact tested obtained the smallest tensile strength
amount 4,25 Mpa. In the 5 minutes contact tested obtained 13,08 Mpa. The
average-value rockwell tested in the 3 minutes contact time is 60 HRE in the stir
zone and 69,6 HRE in the HAZ zone. In the 10 minutes contact time obtained 60
HRE in the stir zone and 60,6 HRE in the HAZ zone.
Keywords : Friction Welding, Magnesium AZ-31, Tensile Strength, Rockwell
Hardness, Micro Structure

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Buay Nyerupa pada tanggal 14
November 1990 sebagai anak ketiga dari tiga bersaudara,
dari pasangan Bapak Salim dan Ibu Rasinah.

Penulis menyelesaikan Pendidikan sekolah dasar di SD
Negeri 06 Buay Nyerupa pada tahun 2003, Pendidikan sekolah menengah pertama
Madrasah Tsanawiyah Negeri Liwa pada tahun 2006 dan Pendidikan sekolah
menengah atas di SMK Negeri 2 Mei Bandar Lampung pada tahun 2009. Penulis
terdaftar sebagai Mahasiswa Teknik Mesin Fakulstas Teknik Universitas

Lampung pada tahun 2009 melalui jalur Ujian Mandiri (UM).

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam organisasi Himpunan Mahasiswa
Teknik Mesin (HIMATEM) sebagai Anggota Divisi Minat dan Bakat pada
periode 2010-2011 dan menjadi Ketua Divisi Otomotif pada periode 2011-2012.
Penulis melaksanakan Kerja Praktek (KP) di PT. Kereta Api Pesero SUB.DIVRE
III Tanjung Karang pada tahun 2014. Penulis mulai melakukan penelitian sejak
bulan September 2015 dan mengambil judul “Pengaruh Waktu Kontak Pada
Friction Welding Magnesium AZ-31 Terhadap Kualitas Sambungan Las” di
bawah bimbingan Bapak Dr. Irza Sukmana, S.T., M.T. selaku pembimbing utama
dan Bapak Nafrizal, S.T, M.T. selaku pembimbing pendamping.

SANWACANA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang senantiasa mencurahkan nikmat, rahmat, dan karunianya-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan
laporan Tugas Akhir ini.
Tugas akhir ini dibuat sebagai rasa ingin tahu penulis mengenai las gesek (frictin
welding), mulai dari prinsip dasar, prinsip kerja, kelebihan dan kekurangan las
gesek, serta merupakan salah satu syarat untuk mencapai gelar "Sarjana Teknik"
pada Jurusan Teknik Mesin Universitas Lampung. Pada kesempatan ini penulis

menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
baik secara langsung maupun tidak langsung selama proses penyusunan laporan
skripsi ini.
Ucapan terima kasih penulis ditujukan kepada:
1. Orang tua tercinta, Bapakku yang hebat dan Ibu yang selalu aku sayangi.
Terima kasih atas dedikasinya baik dukungan moril maupun materil serta
serta selalu mendoakan yang terbaik untuk anak tercintanya ini.

ii

2. Kakak ku tercinta Nur Hasanah & Kusmawati, Istriku Tercinta Etin Sri
Rohmayanti dan seluruh keluarga serta para keponakan ku yang telah
memberikan dukungan, do’a dan membantu penulis
3. Bapak Ahmad Su’udi, S.T., M.T. sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin
Unila.
4. Bapak Dr. Irza Sukmana, S.T., M.T selaku Pembimbing Utama yang telah
memberikan bimbingan, pengetahuan, saran, serta nasehat selama proses
penyelesaian skripsi ini.
5. Bapak Nafrizal, S.T., M.T

selaku Pembimbing Pendamping atas

kesediaannya untuk memberikan bimbingan, masukan, dan saran dalam
proses penyelesaian skripsi ini.
6. Bapak Tarkono, S.T,.M.T. selaku dosen pembahas pada laporan tugas
akhir yang penulis seminarkan.
7. Bapak Dr. Irza Sukmana, S.T., M.T selaku Koordinator Tugas Akhir yang
telah membantu kelancaran skripsi ini.
8. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Mesin atas ilmu yang diberikan selama
penulis melaksanakan studi, baik materi akademik maupun teladan dan
motivasi untuk masa yang akan datang.
9. Keluarga Besar Himpunan Mahasiswa Teknik Mesin Universitas
Lampung.
10. Rekan – rekan Teknik Mesin 2009, Ari Ardianto, S.T., Ardian Prabowo,
S.T., Iqbal Deby, S.T., Ronal Yaki, S.T., Erick Irham Sanjaya, S.T, Tunas
Dewantara, S.T., Gunawan Efendi, S.T., Andi Saputra, S.T. (mekek),
M.Irvan, S.T., Lambok Silalahi, S.T., Wili Alfani, S.T., Anisa Rachman,

iii

S..T., Lingga Aditya Yuono, S.T., Tri Wibowo, S.T., ARizal Ahmad
Fadhil, S.T., Mei Hartanto, S.T. dan Agus Rantau Jaya, S.T., tanpa
menghilangkan jasa – jasa kawan yang tidak bisa disebutkan satu persatu,
terima kasih untuk motivasi yang telah kalian berikan.
11. Semua pihak yang tidak mungkin penulis sebutkan namanya satu persatu,
yang telah ikut serta membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis sadar bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kesalahan dan
kekurangan. Oleh karena itu penulis pribadi mohon maaf yang sebesar–besarnya
atas kekurangan dan kehilafan tersebut. Saran dan masukan yang sifatnya
membangun dari semua pihak sangat diharapkan demi kebaikan bersama. Semoga
skripsi ini dapat bermanfaat khususnya bagi penulis pribadi, dan umumnya bagi
semua yang membacanya.

Bandar Lampung, 28 Agustus 2016
Penulis,

Solihin

PERSEMBAHAN
Dengan segala ketulusan hati dan penuh
kebanggaan, sebuah karya sederhana ini
kupersembahkan untuk:
Orangtuaku, Bapak Salim
dan Ibu Rasinah
Kakak ku Nur Hasanah, Kusmawati & Sukimin
Istriku Etin Sri Rohmayanti
Sahabat serta keluarga Teknik Mesin 2009

ALMAMATERKU TERCINTA

UNIVERSITAS LAMPUNG

DAFTAR ISI

Halaman
SANWACANA .............................................................................................. i
DAFTAR ISI .................................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ......................................................................................... ix
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang ................................................................................ 1
B. Tujuan ............................................................................................. 4
C. Batasan Masalah ............................................................................. 4
D. Sistematika Penulisan ..................................................................... 4

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Pengelasan ...................................................................................... 6
1. Las Busur Listrik ....................................................................... 6
2. Las Oksi Asetilen (Oxyacetilene Welding) ................................ 8
3. Las Busur Tungsten Gas Mulia (GTAW) ................................... 10
4. Las Busur Logam Gas (Gas Metal Arc Welding) ...................... 11
5. Las Busur Electroda Terbungkus (SMAW ) ............................... 12
6. Las Busur Rendam (SAW) .......................................................... 13
7. Las Terak Listrik (Electroslag Welding) ................................... 13
8. Pengelasan Gesek (Friction Welding) ....................................... 14
B. Friction Welding.............................................................................. 15
C. Magnesium ...................................................................................... 16

v

D. Kekuatan Tarik .................................................................................... 19
E. Struktur Makro .................................................................................... 23
F. Kekerasan Rockwell ............................................................................ 24

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................. 30
B. Alat Dan Bahan ................................................................................... 30
1. Magnesium AZ-31 .................................................................. 30
2. Mesin Bubut ............................................................................ 31
3. Mesin Gergaji Besi .................................................................. 32
4. Mesin Uji Tarik ....................................................................... 33
5. Mikroskop ............................................................................... 34
6. Alat Uji Kekerasan Rockwell .................................................. 35
C. Pelaksanaan Penelitian ........................................................................ 36
D. Pengujian Kualitas Lasan .................................................................... 37
E. Diagram Alur Penelitian ...................................................................... 39

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengujian dan Pembahasan ........................................................ 40
1. Foto Hasil Friction Welding .................................................... 40
2. Data Uji Mekanik .................................................................... 42
a. Uji Tarik ...................................................................... 42
b. Uji Kekerasan Rockwell .............................................. 47
c. Uji Metalografi ............................................................ 49

vi

BAB V. SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan …………………………………………….……........ 52
B. Saran ………………………………………………..……… ..... 53
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 1. Las Busur ....................................................................................... 8
Gambar 2. Tabung oxycetilene dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen ... 9
Gambar 3. Nyala netral ................................................................................... 9
Gambar 4. Las Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) ..................................... 11
Gambar 5. Pengelasan GMAW ....................................................................... 11
Gambar 6. Pengelasan SMAW ....................................................................... 12
Gambar 7. Pengelasan SAW ........................................................................... 13
Gambar 8. Las Terak Listrik ........................................................................... 14
Gambar 9. Proses pengelasan gesek (friction welding) .................................. 16
Gambar 10. Magnesium murni ....................................................................... 17
Gambar 11. Penamaan paduan magnesium .................................................... 18
Gambar 12. Mesin Uji Tarik (Universal Testing Machine) ............................ 21
Gambar 13. Batas Elastik Dan Tegangan Luluh ............................................. 22
Gambar 14. Kurva tegangan-regangan teknik ................................................ 23
Gambar 15. Alat Uji Foto makro .................................................................... 24
Gambar 16. Cara kerja mesin penguji kekerasan Rockwell ...................... 27
Gambar 17. Media Pengujian Rockwell

................................................. 28

Gambar 18. Material Magnesium AZ31 ........................................................ 30
Gambar 19. Mesin Bubut ................................................................................. 31
Gambar 20. Mesin Gergaji Besi ...................................................................... 32
Gambar 21. Mesin Uji Tarik ........................................................................... 33
Gambar 22. Mikroskop ................................................................................... 34
Gambar 23. Alat Uji Kekerasan Rockwell ...................................................... 35
Gambar 24. Diagram alur penelitian ............................................................... 39

viii

Gambar 25. Hasil las FW waktu kontak 3 menit ............................................ 40
Gambar 26. Hasil las FW waktu kontak 5 menit ............................................ 40
Gambar 27. Hasil las FW waktu kontak 10 menit .......................................... 40
Gambar 28. Sampel standar uji tarik ASTM-E8 volume 3 ............................. 42
Gambar 29. Spesimen uji tarik magnesium AZ-31 ......................................... 43
Gambar 30. Grafik hubungan waktu kontak dan kekuatan tarik .................... 45
Gambar 31. Grafik hubungan regangan dan waktu kontak ............................. 46
Gambar 32. Hasil foto makro waktu kontak 3 menit ...................................... 50
Gambar 33. Hasil foto makro waktu kontak 5 menit ...................................... 50
Gambar 34. Hasil foto makro waktu kontak 10 menit .................................... 51

DAFTAR TABEL

Halaman
Tabel 1. Komposisi magnesium pada paduan magnesium ............................. 18
Tabel 2. Skala kekerasan Rockwell dan Huruf Depan .................................... 28
Tabel 3. Parameter pengelasan ........................................................................ 36
Tabel 4. Data Uji Tarik ................................................................................... 37
Tabel 5. Hasil pengelasan magnesium AZ-31 ................................................ 41
Tabel 6. Data uji tarik hasil proses FW dan posisi perpatahan ....................... 44
Tabel 7. Data uji kekerasan Rockwell las FW magnesium AZ-31 .................. 47

I.

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Pengelasan adalah proses penyambungan setempat antara dua bagian logam
dengan cara memanaskannya hingga mencapai titik leleh dari logam tersebut
dengan memanfaatkan energi panas yang berasal dari nyala busur ataupun
gesekan. Pengelasan merupakan suatu proses penting di dalam dunia industri
dan merupakan bagian yang tak terpisahkan dari pertumbuhan industri, karena
memegang peranan utama dalam rekayasa dan reparasi produksi logam (Budi
Santoso, 2014).
Teknik penyambungan dengan pengelasan telah diaplikasikan secara luas,
seperti pada kontruksi bangunan baja, kontruksi mesin dan konstruksi dalam
bidang kesehatan. Luasnya penggunaan teknologi pengelasan dikarenakan
dalam proses pembuatan suatu kontruksi akan menjadi lebih ringan dan lebih
sederhana, sehingga biaya produksi menjadi lebih mudah dan lebih efisien.
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang begitu pesat menuntut
berkembangnya sumber daya manusia.

Banyak orang yang berusaha

mengembangkan dalam mencari efisiensi-efisiensi yang lebih baik di bidang
teknik pengelasan (Saripuddin M, 2013).

2

Lingkup penggunaan teknik pengelasan dalam bidang konstruksi kesehatan di
antaranya adalah sebagai implan dalam proses penyambungan tulang yang
patah. Pada umumnya bahan implan yang digunakan berasal dari logam yang
memiliki unsur kandungan berbeda dengan kandungan tulang, sehingga tidak
dapat menyatu dengan tulang dan diperlukan tindakan operasi lanjutan untuk
melepas logam pin sambungan pada tulang. Dalam beberapa tahun terakhir
logam mampu luruh telah banyak digunakan sebagai bahan implan, dimana
salah satu jenis logam ini adalah magnesium (Mg). Magnesium merupakan
salah satu jenis logam ringan dengan karakteritik yang hampir sama dengan
aluminium tetapi magnesium memiliki titik cair yang lebih rendah dari pada
aluminium. Magnesium bersifat lembut dengan modulus elasatis yang sangat
rendah. Magnesium memiliki perbedaan dengan logam-logam lain termasuk
dengan aluminium, besi tembaga dan nikel dalam sifat pengerjaannya dimana
magnesium memiliki struktur yang berada didalam kisi hexagonal sehingga
tidak mudah terjadi slip. Karena sifat yang dimiliki itulah sehingga magnesium
dapat menyatu dengan tulang sehingga tidak diperlukan tindakan operasi
lanjutan untuk melapaskan pin sambungan pada tulang (A. K. Nasution, 2014).
FW (friction welding) merupakan sebuah metode pengelasan yang telah
diketemukan dan dikembangkan seorang ahli mesin dari Uni Sovyet, AL
Chudikov pada tahun 1950. Ia , mengemukakan hasil pengamatannya tentang
teori tenaga mekanik dapat diubah menjadi energi panas. Gesekan yang terjadi
pada bagian-bagian mesin yang bergerak menimbulkan banyak kerugian
karena sebagian tenaga mekanik yang dihasilkan berubah menjadi panas.
Chudikov berpendapat, proses demikian mestinya bisa dipakai pada proses

3

pengelasan. Setelah melalui percobaan dan penelitian dia berhasil mengelas
dengan memanfaatkan panas yang terjadi akibat gesekan. Untuk memperbesar
panas yang terjadi, benda yang dilas tidak hanya diputar, tetapi juga ditekan
satu terhadap yang lain. Tekanan juga berfungsi mempercepat fusi. Cara ini
disebut Friction Welding atau las gesek (Poedji Haryanto, 2011). Pengelasan
gesek (friction welding) merupakan salah satu solusi dalam memecahkan
permasalahan penyambungan logam yang sulit dilakukan dengan fusion
welding (Alfian Ferry Ardianto, 2015).
Penelitian Friction Welding masih dapat dikembangkan, seperti variasi benda
kerja, variasi suhu pemanasan awal. Metode ini menghasilkan daerah TMAZ
(thermomechanically affected zone) yang lebih kecil dibandingkan dengan
pengelasan busur nyala. Pengelasan ini berhasil menekan biaya proses
pengelasan menjadi lebih efisien karena pengelasan hanya membutuhkan input
energi yang rendah dan tidak menggunakan filler metal. Kualitas hasil
pengelasan Friction Welding memiliki permukaan yang lebih halus dan rata
dari hasil pengelasan tradisional lain, kuat dan tidak ada pori-pori yang timbul.
Proses ini ramah terhadap lingkungan karena tidak ada uap atau percikan dan
tidak ada silauan busur nyala pada fusion. Hasil dari pengelasan dengan
menggunakan busur nyala atau gas terutama pengelasan dissimilar metal
terdapat beberapa kerugian seperti retak dan cacat pengelasan, juga hasil
penyambungan yang kurang sempurna.
Berdasarkan uraian pada paragraph sebelumnya, penulis tertarik untuk
melakukan penelitian tentang pengelasan dengan menggunakan metode friction

4

welding untuk menyambung magnesium. Dengan adanya penelitian ini
diharapkan akan di ketahui kekuatan sambungan las pada magnesium dan
struktur makro pada magnesium.

B. Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh waktu
kontak atau gesekan pada sambungan magnesium terhadap kualitas sambungan
dengan menggunakan metode friction welding.

C. Batasan Masalah
Batasan masalah diberikan agar pembahasan dari hasil yang didapatkan lebih
terarah. Adapun batasan masalah yang diberikan pada penelitian ini, yaitu :
1. Pengelasan yang dilakukan dengan metode friction welding
2. Tekanan tidak diuji secara spesifik pada setiap variasi waktu gesek, namun
diasumsikan berdasarkan putaran tail stock.
3. Benda yang dilas berupa magnesium
4. Pengujian yang akan dilakukan adalah pengujian tarik, struktur makro, dan
uji kekerasan Rockwell
5. Kedua permukaan material diasumsikan rata pada saat proses pengelasan
6. Pembahasan dan pengamatan hanya dilakukan terhadap spesimen yang
dilakukan pengujian tarik, kekerasan, dan struktur makro.

D. Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan dari penelitian ini adalah:

5

BAB I

: PENDAHULUAN
Terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan
sistematika penulisan dari penelitian ini.

BAB II

: TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan tentang pengelasan, friction welding, magnesium,
kekuatan tarik, struktur makro, dan kekerasan Rockwell.

BAB III

: METODE PENELITIAN
Berisikan tentang waktu dan tempat penelitian, alat dan
bahan, pelaksanaan penelitian, pengujian kualitas lasan,
dan diagram alur penelitian.

BAB IV

: HASIL DAN PEMBAHASAN
Yaitu berisikan pembahasan serta hasil yang berisikan
data-data yang didapat dari hasil penelitian dan
pembahasannya.

BAB V

: PENUTUP
Berisikan hal-hal yang dapat disimpulkan dan saran-saran
yang ingin disampaikan dari penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Pengelasan
Pengelasan merupakan salah satu bagian yang tak terpisahkan dari proses
pemesinan. Pengelasan merupakan salah satu teknik dalam penyambungan
logam dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam tambahan
sehingga menghasilkan sebuah ikatan sambungan. Sedangkan definisi
menurut Deutche Industrie and Normen (DIN), las adalah ikatan metalurgi
pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan
melting atau cair (Wiryosumarto, 1996).
Dalam proses pengelasan diperlukan panas untuk dapat meleburkan atau
mencairkan logam dasar dan bahan pengisi agar terjadi aliran bahan atau
peleburan. Energi pembangkit panas dapat dibedakan menurut sumbernya
yaitu listrik, kimiawi, mekanis, dan bahan semikonduktor.

Jenis-Jenis Pengelasan
a. Las Busur Listrik
Las busur listrik adalahlas yang menggunakan busur nyala listrik sebagai
sumber panas utama untuk mencairkan logam. Kelompok las busur listrik
yang digunakan hingga saat ini dalam proses pengelasan adalah las
elektroda terbungkus.

7

Prinsip pengelasan las busur listrik sebagai berikut : tegangan rendah dan
arus listrik yang cukup padat bila dialirkan pada dua buah logam yang
bersifat konduktif akan menghasilkan loncatan elekroda yang dapat
menimbulkan panas yang sangat tinggi mencapai suhu 5000

C sehingga

kedua logam tersebut dapat dengan mudah mencair.
Menurut Salmon, las elektroda terbungkus atau pengelasan busur listrik
logam terlindung (Shieled Metal Arc Welding atau SMAW) merupakan
salah satu jenis yang paling sederhana dan paling canggih untuk
pengelasan baja struktural. Proses SMAW sering disebut proses elektroda
tongkat manual. Pemanasan dilakukan dengan busur nyala (listrik) antara
elektroda yang dilapis dan logam yang akan disambung yang kemudian
akan menjadi satu dan membeku bersama (Salmon, 1990).
Proses pemindahan logam

cair seperti

dijelaskan diatas sangat

mempengaruhi sifat maupun las dari logam, sehingga dapat disimpulkan
bahwa butiran logam cair yang halus mempunyai sifat mampu las yang
baik. Sedangkan proses pemindahan cairan sangat dipengaruhi oleh besar
kecilnya arus dan komposisi dari bahan fluks yang digunakan. Selama
proses pengelasan fluks yang digunakan untuk membungkus elektroda
sebagai zat pelindung ikut mencair bersamaan dengan pengelasan. Tetapi
karena berat jenisnya lebih ringan dari bahan logam yang dicairkan, maka
cairan fluks tersebut mengapung diatas cairan logam dan membentuk
kerak sebagai penghalang oksidasi. Dalam beberapa fluks bahan tidak

8

terbakar, tetapi berubah menjadi gas pelindung dari logam cair terhadap
oksidasi.

Gambar 1. Las Busur (Wiryosumarto, 1996)

b. Las Oksi Asetilen (Oxyacetilene Welding)
Las Oksi Asetilen adalah proses pengelasan yang menfaatkan panas yang
bersumber dari campuran gas oksigen dengan gas asetilen. Suhu nyalanya
o

yang dihasilkan dapat mencapai 3500 C. Proses pengelasan ini dapat
dilakukan dengan atau tanpa logam pengisi. Oksigen yang digunakan
berasal dari proses hidrolisa atau pencairan udara. Oksigen disimpan
dalam silinder baja pada tekanan 14 MPa.
Pada proses las oxycetilene, nyala yang dihasilkan terdiri dari dari 2
daerah/zona, yaitu:
Daerah pembakaran primer (primary combution)
Menghasilkan panas sekitar 1/3 dari total panas pembakaran sempurna.
C2H2 + O2(Silinder) = 2CO +H2
Daerah pembakaran sekunder yang terjadi setelah pembakaran primer
berlangsung

9

2CO + O2 (atmosfir) = 2CO
H2 + 21O2(atmosfir) = H2O
Bentuk tabung oksigen dan oxycetilene diperlihatkan pada gambar
dibawah ini.

Gambar 2. Tabung oxycetilene dan oksigen untuk pengelasan oksiasetilen.
Pada nyala gas asitilen diperoleh tiga jenis nyala, yaitu:
1. Netral
Pada nyala netral kerucut nyala bagian dalam pada ujung nyala
memerlukan perbandingan campuran oksigen dan asetilen sebesar 1 : 1
dengan reaksi seperti yang bisa dilihat pada gambar dibawah ini.

Ganbar 3. Nyala netral

10

2. Reduksi
Nyala reduksi terjadi apabila terjadi kelebihan C2H2 atau asitilensehingga
terjadi pembakaran tak sempurna. Nyala jenis ini digunakan untuk
pengelasan logam Monel, Nikel, berbagai jenis baja dan bermacammacam bahan pengerasan permukaan nonfero.
3. Oksidasi
Nyala oksidasi terjadi apabila terlalu banyak oksigen terjadi pembakaran
tak sempurna. Nyala oksidasi mirip dengan nyala netral hanya saja kerucut
nyala bagian dalam lebih pendek dan selubung luar lebih jelas warnanya.
Nyala ini biasanya digunakan unsur-unsur yang mudah menguap waktu
pengelasan seperti zinc atau kuningan (paduan Cu-Zn) melalui
pembentukan lapisan oksida.

c. Las Busur Tungsten Gas Mulia (Gas Tungsten Arc Welding/GTAW)
Menurut Bayu Prasetyo, pengelasan dengan proses GTAW, panas
dihasilkan dari busur yang terbentuk dalam perlindungan inert gas (gas
mulia) antara elektroda tidak terumpan dengan benda kerja. GTAW
mencairkan daerah benda kerja di bawah busur tanpa elektroda tungsten
itu sendiri ikut meleleh. Gambar 100-3 memperlihatkan peralatan untuk
proses GTAW. Proses ini bisa dikerjakan secara manual atau otomatis
(Bayu Prasetyo, 2014).
Dalam las GTAW, filler metal ditambahkan ke dalam daerah las dengan
cara mengumpankan sebatang kawat polos. Teknik pengelasan yang
digunakan sama dengan yang dipakai pada proses oxyfuel gas welding
atau OAW, tetapi busur dan kawah las GTAW dilindungi dari pengaruh

11

atmosfir oleh selimut inert gas. Inert gas disemburkan dari torch dan
daerah-daerah disekitar elektroda tungsten. Hasil pengelasan dengan
proses GTAW mempunyai permukaan halus, tanpa slag dan kandungan
hydrogen rendah.

Gambar 4. Las Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)

d. Las Busur Logam Gas (Gas Metal Arc Welding)
Dalam prosers pengelasan GMAW, panas yang dihasilkan berasal dari
busur listrik antara elektroda yang sekaligus berfungsi sebagai logam
terumpan (filler) dan logam yang dilas. Las ini disebut juga metal inert
gas (MIG) welding karena menggunakan gas mulia seperti argon dan
helium sebagai pelindung busur dan logam cair.

Gambar 5. Pengelasan GMAW (Salmon, 1990)

12

e. Las

Busur

Electroda

Terbungkus

(Shielded

Metal

Arc

Welding/SMAW)
Las SMAW atau pengelasan busur listrik logam terlindung merupakan
salah satu jenis teknik pengelasan yang paling sederhana dan paling
canggih untuk pengelasan baja struktural.
Pada proses ini, sumber panas diperoleh dari busur listrik antara ujung
elektroda dengan logam yang yang dilas. Elektroda terdiri dari kawat
logam sebagai penghantar arus listrik ke busur dan sekaligus sebagai
bahan pengisi (filler). Kawat ini dibungkus dengan bahan fluks. Biasanya
arus listrik yang dipakai (10-500 A) dan potensial yang rendah (10-50
V).Selama proses pengelasan, fluks akan mencair dan membentuk terak
(slag) yang berfungsi sebagai lapisan pelindung logam las terhadap udara
sekitarnya. Fluks juga rnenghasilkan gas yang bisa melindungi butiranbutiran logam cair yang berasal dari ujung elektroda yang mencair dan
jatuh ke tempat sambungan.

Gambar 6. Pengelasan SMAW

13

f. Las Busur Rendam (Submerged Arc Welding/SAW)
Las SAW adalah salah satu jenis teknik pengelasan busur listrik yang
prinsip kerjanya memanaskan dan mencairkan benda kerja dan logam
pengisi atau elektroda oleh busur listrik yang ada diantara logam induk
dan elektroda. Dalam pengelasan ini, fluks digunakan untuk melindungi
elektroda yang mencair pada saat proses pengelasan sehingga tidak
terkontaminasi dengan udara luar dan menghasilkan lasan yang baik.
Untuk filler metal yang digunakan akan dipasok secara otomatis selama
proses pengelasan berlangsung. Bahan elektroda yang digunakan dalam
las SAW terbuat dari bahan metal solid.

Gambar 7. Pengelasan SAW

g. Las Terak Listrik (Electroslag Welding)
Las terak listrik adalah proses pengelasan yang memanfaatkan energi
panas untuk melelehkan logam dasar dan logam pengisi yang berasal dari
terak. Terak berfungsi sebagai tahanan listrik (I2Rt) ketika terak tersebut

14

dialiri oleh arus listrik. Pada saat awal proses pengelasan, fluks dipanaskan
oleh busur listrik yang mengenai dasar material yang akan disambungkan,
lalu logam las terbentuk secara vertikal akibat hasil dari campuran antara
bagisan sisi logam induk dengan logam pengisi. Proses bercampurnya sisi
logam dengan logam pengisi berlangsung di sepanjang alur sambungan las
yang dibatasi oleh plat yang didinginkan oleh air.

Gambar 8. Las Terak Listrik

h. Pengelasan Gesek (Friction Welding)
Friction welding adalah salah satu metode pengelasan yang menfaatkan
energi panas yang bersumber dari dua buah permukaan yang saling
bergesekan. prinsip kerja friction welding yaitu dua buah permukaan
logam digesekkan sehingga menimbulkan panas kemudian diberi tekanan
sehingga dapat menyatukan logam yang bergesekan tersebut. Friction
welding dipengaruhi oleh kecepatan putaran dan tekanan gesek.

15

B. Friction Welding
Las gesek (friction welding ) merupakan salah satu teknik penyambungan
logam yang sulit dilakukan dengan metode pengelasan cair. Pada pengelasan
gesek (friction welding) proses penyambungan logam dilakukan tanpa
pencairan terlebih dahulu. Dimana proses pengelasan tersebut terjadi akibat
penggabungan antara laju putaran salah satu benda kerja yang berputar.
Gesekan putaran dari salah satu benda kerja tersebut akan menghasilkan panas
yang dapat meluluhkan kedua ujung benda kerja yang bergesekan dan
akhirnya terjadi proses penyambungan (Alfian Ferry Ardianto, 2015).
Pada pengelasan gesek (friction welding) terjadi beberapa perubahan seperti
perubahan panas akibat gesekan deformasiplastis dan sebagainya. Adapun
parameter penting dalam proses pengelasan gesek (friction welding) meliputi
friction time, rotational speed, dan friction pressure. Parameter-parameter
tersebut akan mempengaruhi sifat mekanik hasil sambungan las gesek,salah
satu sifat mekanik yang penting dalam pengguannya terutama pada hasil
sambungan las gesek adalah kekuatan tarik. Kekuatan tarik sambungan las
perlu diketahui karena perlunya gambaran bagaimana perubahan bahan
apabila mengalami beban (Anggun Panata Gama, 2013).
Berdasarkan penelitian yang dilakukan Wahyu Nugroho (2010) dengan judul
Pengaruh Durasi Gesek Tekanan gesek dan Tekanan Tempa terhadap
Kekuatan Sambungan Lasan Gesek Direct-Drive pada Baja Karbon AISI 1045
menjelaskan tentang pengaruh waktu gesek, tekanan gesek dan tekanan tempa
terhadap kekuatan tarik las gesek pada material baja karbon AISI 1045,

16

dimana

didapatkan

hasil

kekuatan

tarik

meningkat

seiring

dengan

bertambahnya durasi gesek , tekanan gesek, dan tekanan tempa. Hal ini
disebabkan karena tekanan gesek dan durasi gesekan yang dilakukan sudah
mencapai temperatur leleh, sehingga tekanan tempa sebagai fungsi
meningkatkan temperatur dan penyambungan dapat melakukan ikatan yang
sangat baik.

Gambar 9. Proses pengelasan gesek (friction welding)

C. Magnesium
Magnesium merupakan salah satu unsur kimia dengan simbol Mg dan nomor
atom 12. Bilangan oksidasi umumnya ada lah +2, dan memilik massa atom
24,31. Magnesium memiliki densitas atau rapat masa sebesar 1.738 g.cm-3,
titik lebur sekitar 923 oK ( 650 oC, 1202 oF), titik didih 1363 oK (1090 oC,
1994 oF). Magnesium murni memilki kekuatan tarik sebesar 110 N/mm2dalam
bentuk hasil pengecoran (casting). Magnesium murni mempunyai ciri fisik
berwarna putih keperakan (Feny Setiawan, 2014).

17

Gambar 10. Magnesium murni
Magnesium dapat ditemui di alam dalam bentuk magnesit sebagai senyawa
magnesium karbonat (MgCO3), brucite sebagai senyawa magnesium
hidroksida (Mg(OH)2), carnalite sebagai senyawa garam magnesium klorida
(MgCl2),serpentin sebagai senyawa magnesium silikat (MgSiO3), dan pada air
laut sebagai senyawa magnesium klorida. Walaupun tidak pernah ditemui
dalam bentuk logam murni tetapi magnesium dapat didapatkan dengan cara
reduksi temal atau pun dengan pembuatan komersial secara elektrolisis.
Magnesium memiliki permukaan yang keropos akibat serangan dari
kelembapan udara karena oxid film yang terbentuk pada permukaan
magnesium ini hanya mampu melindunginya dari udara yang kering. Unsur air
dan garam pada kelembaban udara sangat mempengaruhi ketahanan lapisan
oxid pada magnesium dalam melindunginya dari gangguan korosi. Untuk itu
benda kerja yang menggunakan bahan magnesium ini diperlukan lapisan
tambahan perlindungan seperti cat atau meni (Hadi, 2008).
Paduan magnesium sering digunakan terutama untuk bahan yang memerlukan
massa yang ringan namun juga tetap memiliki kekuatan yang baik. Magnesium
biasa dicampur dengan bahan lain sepeti alumunium, mangan, dan juga zinc

18

untuk meningkatkan sifat fisik, namun dengan beberapa persentase yang
berbeda. AZ91 merupakan salah satu contoh paduan magnesium dengan
alumunium dan zinc dimana persentase dari masing-masing paduan sekitar 9%
dan 1%. Seperti pada penggunaan paduan magnesium dengan material yang
ditunjukkan pada Gambar 11.

Gambar 11. Penamaan paduan magnesium (Buldum, 2011)
Tabel berikut menunjukkan daftar keterangan mengenai penamaan magnesium
dengan beberapa material lain.
Tabel 1 Komposisi magnesium pada paduan magnesium (Sumber : Buldum,
2011)
Paduan

Pembuatan

Al

AM60A
AZ31B
AS41A
AZ80A
AZ91B
AZ91D**
EZ33A
HK31A

CD
WB+WS
CD
WB
CD
CD
CS
WS

6
3
4
8
9
9

Zn
1
0,5
0,7
0,7
3

Mn
>0,13
0,3
0,3
0,2
>0,13
0,2

Si

RE

Zn

Th

3

0,8
0,7

3

1

*CS-sand casting, CP-permanent mold casting, CD-die casting, WS- sheet or
plate, WB-bar,rod,shape,tube or wire **High-purity alloys

19

Menurut Buldum (2011), paduan magnesium dengan

Seri AZ dan AM

(AZ91D, AM50A, dan AM60B) merupakan kombinasi paduan terbaik untuk
beberapa aplikasi otomotif karena paduan magnesium pula dapat memperbaiki
sifat mekanik, ketahanan terhadap korosi dan mampu cor dengan baik
Paduan magnesium mempunyai kelebihan dan kelemahan. Paduan magnesium
mempunyai kelebihan yaitu paduan magnesium memiliki masa jenis terendah
dibanding material struktur lain. Mampu cor yang baik sehingga cocok untuk
dilakukan pengecoran bertekanan tinggi. Karena memiliki sifat yang ringan
dan lunak, maka paduan magnesium dapat dilakukan proses pemesinan pada
kecepatan tinggi. Dibanding dengan material polymer, magnesium memiliki
sifat mekanik yang lebih baik, tahan terhadap penuaan, sifat konduktor listrik
dan panas yang lebih baik dan juga dapat didaur ulang. Namun dibalik
kelebihan yang dimiliki, paduan magnesium juga memilki kelemahan yaitu
modulus elastisitas yang rendah, terbatasnya ketahanan mulur dan kekuatan
pada suhu tinggi dan reaktif pada beberapa senyawa.

D. Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik dapat diartikan sebagai daya tahan suatu material terhadap
tegangan yang berusaha untuk memisahkan. Kekuatan tarik berhubungan
dengan modulus elastis material yang ditarik. Uji Tarik adalah suatu metode
yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara
memberikan beban gaya yang sesumbu atau satu sumbu. Uji tarik rekayasa
banyak dilakukan untuk melengkapi informasi atau data - data rancangan

0

dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi
bahan .
Menurut Wiryosumarto, 1996. Untuk mengetahui kekuatan dan cacat yang
terjadi pada sambungan logam hasil pengelasan dapat dilakukan dengan
pengujian merusak dan pengujian tidak merusak. Pengujian merusak dapat
dilakukan dengan uji mekanik untuk mengetahui kekuatan sambungan logam
hasil pengelasan, yang salah satunya dapat dilakukan suatu uji tarik yang
telah distandarisasi.Kekuatan tarik sambungan las sangat dipengaruhi oleh
sifat logam induk, daerah HAZ, sifat logam las, dan geometri serta distribusi
tegangan dalam sambungan.
Dalam bentuk yang sederhana, uji tarik dilakukan dengan menjepit kedua
ujung spesimen uji tarik pada rangka beban uji tarik. Gaya tarik terhadap
spesimen uji tarik diberikan oleh mesin uji tarik (Universal Testing Machine)
yang menyebabkan terjadinya pemanjangan spesimen uji dan sampai terjadi
patah (Tony F, 2005 ).
Uji tarik suatu material dapat dilakukan dengan menggunakan Universal
Testing Machine seperti yang ditunjukkan pada gambar 12. Benda uji dijepit
pada mesin uji tarik, kemudian beban statik dinaikkan secara bertahap sampai
spesimen putus. Besarnya beban dan pertambahan panjang dihubungkan
langsung dengan Plotter, sehingga diperoleh grafik tegangan (MPa) dan
regangan (%) yang memberikan informasi data berupa tegangan luluh (σys),
tegangan Ultimate (σult), Modulus Elastisitas bahan (E), ketangguhan dan
keuletan spesimen yang diuji tarik (Dowling, 1999).

✁1

Gambar 12. Mesin Uji Tarik (Universal Testing Machine)
Dengan menarik suatu material kita dapat mengetahui bagaimana bahan
tersebut bereaksi terhadap beban tarikan dan mengetahui sejauh mana
material itu bertambah panjang. Karena bila sebuah bahan terus ditarik
sampai putus, kita akan mendapatkan suati pola profil tarikan berupa kurva
yang ditunjukkan oleh gambar 13. Kurva ini menunjukkan hubungan antara
gaya tarikan dengan perubahan panjang.

Gambar 13. Batas Elastik Dan Tegangan Luluh (Wiryosumarto, 1996)
Dari kurva ini, kekuatan luluh dan modulus elastisnya dapat ditentukan dan
besar beban dalam pengujian ini disebut kekuatan tarik maksimun. Setelah

✂✂

spesimen patah panjang akhir dan Cross-Sectional area digunakan untuk
menghitung persentase Elongation dan pengurangan luas.

Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan
tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut “Ultimate
Tensile Strength” disingkat dengan UTS, yang berarti tegangan tarik
maksimum.

Dalam pengujian, spesimen uji dibebani dengan kenaikan beban sedikit
demisedikit hingga spesimen uji tersebut mengalami perpatahan, tegangan
dan regangannya dapat dihitung dengan persamaan :

Tegangan:

σ = (kgf/mm2)……………….…………………………(1)

Dimana:

F = beban (kgf)
Ao = luas mula dari penampang batang uji (mm2)

Regangan:

ε=

Dimana:

Lo = panjang mula dari batang uji (mm)

x 100% …………………………………...(2)

L = panjang batang uji yang dibebani (mm)
Hubungan antara tegangan dan regangan dapat dilihat dalam gambar 14. Titik
P menunjukkan batas dimana hukum Hooke masih berlaku dimana untuk
hampir semua bahan logam, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan
berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut yang disebut
batas proporsi, dan titik E menunjukkan batas dimana bila beban diturunkan
ke nol lagi tidak akan terjadi perpanjangan tetap pada batang uji dan disebut
batas elastic. Titik E sukar ditentukan dengan tepat karena itu biasanya

✄☎

ditentukan batas elastic dengan perpanjangan tetap sebesar 0,005% sampai
0,01%. Titik S1 disebut titik luluh atas dan titik S2 titik luluh bawah. Pada
beberapa logam, batas luluh ini tidak kelihatan dalam diagram teganganregangan, dan dalam hal ini tegangan luluhnya ditentukan sebagai tegangan
dengan regangan sebesar 0,2%. (Wiryosumarto, 1996)

Gambar 14. Kurva tegangan-regangan teknik (Wiryosumarto,1996)

E. Struktur Makro
Uji makro adalah suatu analisa mengenai struktur logam yang melalui
pembesaran

dengan

menggunakan

mikroskop

khusus

yang

disebut

metallography. Dengan analisa makro struktur, kita dapat mengamati bentuk
dan ukuran kristal logam, kerusakan logam akibat proses deformasi, proses
perlakuan panas. Sifat-sifat logam terutama sifat mekanis dan sifat teknologis
sangat mempengaruhi dari makro struktur logam dan paduannya. Struktur
makro dari logam dapat diubah dengan jalan perlakuan panas ataupun dengan
proses perubahan bentuk (deformasi) dari logam yang akan diuji. Adapun
gambar alat uji foto makro dapat dilihat pada gambar 15.

✆4

Gambar 15. Alat Uji Foto makro
Alat uji foto makro berfungsi untuk mengambil gambar dari spesimen yang
diuji dengan ukuran 200x pembesaran (metallography). Sebelum melakukan
percobaan metallography terhadap suatu material, terlebih dahulu harus
ditentukan material logam apa yang akan diuji. Adapun langkah-langkah
yang harus dilakukan dalam percobaan metallography ini adalah dengan
mengamati bagian dari suatu material yang akan diuji dengan menggunakan
kamera metalografi kemudian dilakukan pengamatan dari hasil gambar yang
didapat.

F. Kekerasan Rockwell
Kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan suatu
material terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras.
Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggoresan (stratching),
pantulan ataupun indentasi dari material terhadap suatu permukaan benda uji.
Terdapat 3 metode untuk melakukan pengujian kekerasan material, yaitu :

✝5

1. Metode gores
Metode gores pertama kali dikenalkan oleh FriedrichMohs yang
membagi nilai kekerasan material berdasarkan skala Mohs. Skala ini
bervariasi, mulai dari skala 1 untuk nilai kekerasan yang paling rendah
seperti yang dimiliki material talk, hingga skala 10 untuk nilai
kekerasan tertinggi seperti yang dimiliki material intan.
2. Metode pantul (rebound)
Metode ini menggunakan sebuah alat yang disebut Scleroscope yang
mengukur tinggi pantulan suatu pemukul (hammer) dengan berat
tertentu kemudian dijatuhkan dari suatu ketinggian terhadap benda uji.
Tinggi pantulan (rebound) yang dihasilkan mewakili nilai kekerasan
dari benda uji tersebut. Semakin tinggi pantulan yang ditunjukkan oleh
dial pada alat pengukur, maka kekerasan benda uji dinilai semakin
tinggi (IkaWahyuni.dkk, Surabaya).
3. Metode indentasi/penekanan
Metode ini mengukur tahanan plastis dari permukaan sebuah material.
Pengujian kekerasan dengan cara penekanan banyak digunakan oleh
industri permesinan, dikarenakan prosesnya sangat mudah dan cepat
dalammemperoleh

angka

kekerasan

logam

tersebut

apabila

dibandingkan dengan metode pengujian lainnya. Pengujian kekerasan
dengan cara penekanan terdiri dari tiga jenis, yaitu Rockwell, Brinell,
dan Vickers.

✞6

Ketiga metode tersebut memiliki kelebihan dan kekurangannya masingmasing, serta perbedaan dalam menentukan nilai angka kekerasannya.
Untuk metode uji keekerasan Vickers dan Brinel dalam menentukan
nilai kekerasannya menitikberatkan pada luas penampang yang
menerima

pembebanan

tersebut.

Sedangkan

metode

Rockwell

menitikberatkan pada kedalaman hasil penekanan indentor pada
material uji.
Beban dan indentor yang digunakan bervariasi tergantung pada kondisi
pengujian. Berbeda dengan pengujian brinell, indentor dan beban yang
digunakan lebih kecil sehingga menghasilkan indentasi yang lebih kecil
dan lebih halus. Banyak digunakan di industri karena prosedurnya lebih
cepat (Nugroho, 2010).
Dalam penelitian ini, metode uji kekerasan yang digunakan adalah
metode kekerasan Rockwell. Uji kekerasan ini banyak di gunakan di
Amerika Serikat, hal ini di sebabkan oleh sifat-sifatnya yaitu cepat,
bebas dari kesalahan manusia, mampu untuk membedakan perbedaan
kekerasan yang kecil pada baja yang di perkeras, serta ukuran
lekukannya kecil, sehingga bagian yang mendapat perlakuan panas
dapat diuji kekerasannya tanpa menimbulkan kerusakan pada
material. Pengujian kekerasan Rockwell menggunakan kedalaman
lekukan pada beban yang konstan sebagai ukuran kekerasannya.
Mula-mula

diterapkan

beban

kecil

sebesar

10

kg

untuk

menempatkan benda uji. Hal ini akan memperkecil jumlah preparasi

✟7

permukaan yang dibutuhkan dan juga memperkecil kecenderungan
untuk terjadi penumbukan keatas atau penurunan yang disebabkan
oleh penumbuk. Kemudian diberikan beban yang lebih besar, dan
secara

otomatis

kedalaman

lekukan

akan

terekam

pada

gaugepenunjuk. Penunjuk tersebut terdiri atas 100 bagian, masingmasing bagian menyatakan penembusan sedalam 0,00008 inci
(Nugroho, 2010).
Ilustrasi pengujian kekerasan Rockwell ditunjukkan pada gambar 16.

Po + P1 : Beban mayor

Po

h
1

2

3

Gambar 16.Cara kerja mesin penguji kekerasan Rockwell
(Nugroho, 2010)
Secara umum penumbuk yang digunakan berupa kerucut intan 120° dengan
puncak yang hampir bulat dan dinamakan penumbuk Brale, serta bola baja
berdiameter

inci dan

inci dan besar beban yang di gunakan adalah 60,

100, dan 150 kg. Media pengujian Rockw